1、河南科技大学课 程 设 计 说 明 书课程名称 电器控制题 目 自动售货机 PCPLC 控制系统设计院 系 电子信息工程学院班 级 学生姓名 指导教师 日 期 课程设计任务书（指导教师填写）课程设计名称 电器控制 学生姓名 专业班级 设计题目 自动售货机 PC PLC 控制系统设计 一、课程设计目的通过对自动售货机 PCPLC 控制系统的工作原理的分析、系统设计、编程、及上机调试工作的实践，了解电器控制系统的一般设计思路，熟悉和掌握外围电路系统和软件设计的方法，并掌握利用 PC 对 PLC 工作状况进行监控的方法。二、设计内容、技术条件和要求（一）技术要求1、此售货机可投入 1 元、2 元、或
2、 5 元硬币。2、当投入的硬币总值超过 12 元时，汽水按钮指示灯亮；又当投入的硬币总值超过 15 元时，汽水及咖啡按钮指示灯都亮。3、当汽水按钮灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出 7 秒后自动停止，这段时间内，汽水指示灯闪动。4、当咖啡按钮灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出 7 秒后自动停止，这段时间内，咖啡指示灯闪动。5、若投入硬币总值超过按钮所需的钱数（汽水 12 元，咖啡 15 元）时，找钱指示灯亮，表示找钱动作，并退出多余的钱。6、假设汽水排出、咖啡排出、找钱动作均由电机进行控制。（二）设计内容1、设计各电机主电路；2、设计 PLC 的 I/O 分配；3、设计 PLC 的外部接线；4、设计
3、PLC 控制程序（梯形图） ；5、设计 MCGS 组态程序，对系统的运行情况进行监控；6、上机调试（含答辩） ；7、撰写设计说明书。（三）设计说明书要求设计说明书应包含以下内容：1、设计目的；2、控制要求；3、各电机主电路；4、PLC 的选型；5、PLC 的 I/O 分配；6、PLC 的外部接线；7、PLC 控制程序梯形图；8、MCGS 组态程序设计说明；9、调试结果、调试中出现的问题及解决方法；10、设计心得体会；11、参考文献。三、时间进度安排2010.6.126.17 查阅资料，进行系统设计，设计控制程序；2010.6.186.21 上机调试；2010.6.226.25 考核；2010.
4、6.26 6.27 完成设计说明书。四、主要参考文献1、电气控制及可编程控制器 张凤珊 中国轻工业出版社 2003.8 第二版2、可编程控制器原理与实践教程 王整风 上海交通大学出版社 2007.1 第一版指导教师签字： 2010 年 6 月 10 日基于 plc 的自动售货机设计1、设计目的通过对自动售货机 PCPLC 控制系统的工作原理的分析、系统设计、编程、及上机调试工作的实践，了解电器控制系统的一般设计思路，熟悉和掌握外围电路系统和软件设计的方法，并掌握利用 PC 对 PLC 工作状况进行监控的方法。2、控制要求1、此售货机可投入 1 元、2 元、或 5 元硬币。2、当投入的硬币总值超
5、过 12 元时，汽水按钮指示灯亮；又当投入的硬币总值超过 15 元时，汽水及咖啡按钮指示灯都亮。3、当汽水按钮灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出 7 秒后自动停止，这段时间内，汽水指示灯闪动。4、当咖啡按钮灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出 7 秒后自动停止，这段时间内，咖啡指示灯闪动。5、若投入硬币总值超过按钮所需的钱数（汽水 12 元，咖啡 15 元）时，找钱指示灯亮，表示找钱动作，并退出多余的钱。6、假设汽水排出、咖啡排出、找钱动作均由电机进行控制。3、各电机主电路电机主电路由五台电机组成，分别为控制汽水出口的电机，控制咖啡出口的电机，控制五元出口的电机，控制二元出口的电机，控制一元出口的电机。
6、汽水指示灯，和咖啡指示灯连接在单相电路中。通过控制电路的控制作用，在不同的时刻不同的电机运转，已达到控制的目的。4、PLC 的选型本次设计采用三菱 FXON 型 plc.5、自动售货机的基本功能自动售货机的各种动作功能和控制要求，给出了完整的自动售货机操作规程（如图），售货机的基本功能就是对投入的货币进行运算，并根据货币数值判断是否能够购买某种商品，并作出相应的反应。售货机中有 2 种商品，汽水价格 12 元，咖啡的价格为 15 元。现投入硬币，当投入的货币超过汽水的价格时，汽水指示灯亮，提示可以购买，当投入的货币超过咖啡的价格时，咖啡指示灯亮。当按下买汽水按钮时，售货机进行减法运算，从投入的
7、货币总值中减去汽水的价格同时启动相应的电机，提取汽水到出货口。汽水流出 7 秒，在此期间不能进行买汽水或咖啡操作。但可找钱。买咖啡操作同理。操作完成后，如需继续交易，则同上，如果此时不再购买而按下退币按钮，售货机则要进行退币操作，退回相应的货币，并在程序中清零，完成此次交易。由此看来，自动售货机进行一次交易要涉及加法运算、减法运算以及在退币时的除法运算，这是它的内部功能。还要有货币识别系统和货币的传动来实现完整的售货、退币功能。可通过操作属性把把自动售货机分为四个过程：（1）.投币过程 （2）价格比较过程 （3）选择商品过程 (4)退币过程可把自动售货机工作过程分为 4 个状态： （1）初始状
8、态（2）投币状态（3）购买状态(4) 退币状态初始状态，自动售货机内部各元件都处于复位状态，内部电机停止运转，等待投币操作。投币状态。按下投币按钮，显示投币框，按下所投币值显示屏显示投入、消费、余额数值，当所投币值超过商品价格时，相应价格选择按钮发生变化，提示可以购买。购买状态。按下可以购买的选择按钮，所选的商品出现在出货框中，同时显示屏上的金额数字根据消费情况相应变化。取走商品后出货框消失。退币按钮。按下退币按钮，显示退币框，同时显示出应退币值及数量。按下确认钮，则恢复初始状态。到此为止，自动售货机的一个完整工作过程结束。自动售货机的工作流程图如图所示：自动售货机的工作流程图6、PLC 的
9、I/O 分配自动售货机 Plc I/O 分配如下表所示：输入 输出说明 说明X0 1 元硬币识别器 Y0 汽水指示灯X1 2 元硬币识别器 Y1 汽水出口X2 5 元硬币识别器 Y2 咖啡指示灯X3 汽水按钮 Y3 咖啡出口X4 咖啡按钮 Y4 1 元硬币退币口X5 找钱按钮 Y5 2 元硬币退币口Y6 5 元硬币退币口D0 余额指示7、PLC 的外部接线本次知道售货机的外部接线图如下图所示，投入硬币 x0.x1.x2 为一元，二元，五元。x3.x4 为物品选择按钮，当投入货币物品 y0 或 y2 灯亮，按下 x3.x4其中一个，对用的 KM 线圈得电电机转动出相应的物品 y1.y3，当收买物
10、品总值低于投入总值时，可按找零按钮 x5 选择找一元.二元或五元。后有，Y4，Y5,Y6 得电电机转动找零。8、PLC 控制程序梯形图9、MCGS 组态程序设计说明在组态软件中，新建一个主控窗口。选中设备窗口，并双击“通用串口父设备 0”,并选择子设备“三菱 Fx-232”，分别对其属性进行设计。新建用户窗口，得到的参考界面如下图，然后再在“设备窗口”中添加所需的原件，进行通道连接后将其关闭，在“实时数据库”中查看所添加的元件。回到用户窗口对图中的各元件进行链接。检查无误后把该组态与 PLC 相链接，运行该组态。所出现的运行界面就是所得组态。参考界面如下图所示10、调试结果、调试中出现的问题及解决方法调试结束后，在我们的 mcgs 仿真图面上，按下硬币按钮投入硬币，当投入的一元，二元，五元硬币总数大于 12 元时，汽水指示灯亮。当投入的硬币总数大于 15 元时，汽水指示灯和咖啡指示灯同时亮。当按下咖啡指示按钮时，咖啡出口灯亮，同时咖啡指示灯闪亮，七秒之后停止。在此期间不能进行买入操作。调试过程中，应把各元件属性设置正确，中间继电器 M 应为只写属性。D与 Y 应为只读属性，在调试过程中对各元件要进行正确的链接。运行前要确保工程已经添加到组态，且 plc 处于开机状态。11、设计心得体会
